JPH0716097Y2 - 回転機械用軸受の支持構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はポンプや攪拌機などの回
転機械に用いられる回転軸等を回転自在に支持する回転
機械用軸受の支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転機械の回転軸を支持する軸受は耐摩
擦性及び耐摩耗性を向上させるために、近年では、素材
にセラミックス等の新素材を多く使用するようになって
きている。図１０に従来の軸受構造を表す断面、図１１
に図１０のＡ−Ａ断面を示す。

【０００３】図１０及び図１１に示すように、ポンプな
どの回転機械において、回転軸１０１は外周部にスリー
ブ１０２が装着され、このスリーブ１０２は外周部が所
定の隙間Ｓをあけてセラミックス性の軸受１０３によっ
て回転自在に支持されている。そして、軸受１０３は外
周部が衝撃緩衝作用を有する片当たり防止用のゴムリン
グ１０４を介してハウジング１０５によって支持されて
いる。更に、ハウジング１０５はケーシング１０６に取
付けられている。なお、回転軸１０１の下端部には図示
しない回転羽根が装着されている。

【０００４】而して、回転軸１０１が回転すると、軸受
１０３はこれを支持し、このとき、回転羽根によって水
などの流体Ｗの一部がスリーブ１０２と軸受１０３との
間の隙間Ｓに流入し、回転軸１０１の上部に設けられた
図示しない吐出口から排出される。従って、この流体に
よって軸受１０３の耐摩擦性及び耐摩耗性が維持され、
且つ、冷却作用効果も奏することができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】上述した従来のセラミ
ックス性の軸受の支持構造にあっては、以下に示すよう
な問題がある。即ち、セラミックス性の軸受１０３は弾
性体であるゴムリング１０４によって外周部を巻かれる
ことで、取付時や製作時の誤差等で生じる偏心片当たり
によって軸受１０３に作用する片当たり力を緩和してい
る。

【０００６】ところが、ゴムリング１０４は全長にわた
って軸受１０３の荷重を支承するために必要な高い剛性
の均一な弾性力をもっている。そのため、取付時の僅か
な片当たり偏心が発生したときも、軸受１０３の上部及
び下部においては主にこの片当たり力を支承している。
しかし、このとき、ゴムリング１０４は取付時の僅かな
片当たり偏心によって軸受１０３に高い軸受面圧を作用
させてしまい、取付時の偏心片当たり力を十分に緩和す
ることができないという問題があった。

【０００７】本考案はこのような問題を解決するもので
あって、軸受の高面圧化を防止して支持の安定化を図っ
た回転機械用軸受の支持構造を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本考案の回転機械用軸受の支持構造は、回転軸を支
持する軸受の支持構造において、前記軸受の外周部を筒
状のハウジングの内周部に装着された複数の小弾性力リ
ングによって支持すると共に該ハウジングの外周部を複
数の大弾性力リングによって支持し、前記軸受とハウジ
ングとの間に前記小弾性力リングの弾性変位が前記軸受
の取付偏心量と同等となる隙間を設けたことを特徴とす
るものである。

【０００９】また、本考案の回転機械用軸受の支持構造
は、回転軸を支持する軸受の支持構造において、前記軸
受の外周部を筒状のハウジングの内周部に装着された複
数の小弾性力リング及び該ハウジングの内周部に前記小
弾性力リングと並設された複数の大弾性力リングによっ
て支持し、前記小弾性力リングを前記軸受側に突設させ
ることで該小弾性力リングと前記大弾性力リングとに取
付内径差を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】軸受をハウジング内周部の小弾性力リングによ
って支持すると共にハウジングを大弾性力リングによっ
て支持して軸受とハウジングとの間に隙間を設けるか、
あるいは軸受をハウジング内周部の小弾性力リングと取
付内径差を設けた大弾性力リングによって支持するよう
にしたことで、強制変位に伴う軸受取付時及び製作時の
静的偏心量は小弾性力リングによって吸収され、回転軸
駆動時の軸受の動的変動荷重・変位は大弾性力リングに
よって吸収される。

【００１１】

【実施例】以下、本考案を実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１２】図１に本考案の一実施例に係る回転機械用
軸受の支持構造を表す断面、図２に軸受取付時の平行偏
心変位状態を表す断面、図３に軸受取付時の傾斜偏心変
位状態を表す断面、図４に弾性リングによる偏心変位に
対する軸受面圧を表すグラフ、図５及び図６に変形例に
係る回転機械用軸受の支持構造を表す断面を示す。

【００１３】図１に示すように、回転軸１１は外周部に
スリーブ１２が装着される一方、セラミックス性の軸受
１３はリテーナ１４の内周面に嵌装し、スリーブ１２の
外周部を回転自在に支持している。そして、リテーナ１
４は外周部が筒状のハウジング１５の内周部に上下に並
んで装着された複数の小弾性力リング１６によって支持
されている。更に、このハウジング１５の外周部は上下
に並んで装着された複数の大弾性力リング１７によって
支持され、この複数の大弾性力リング１７はケーシング
１８の内周部に支持されている。

【００１４】大弾性力リング１７は小弾性力リング１６
に比べて高弾性力を有するゴム材で製造され、リテーナ
１４とハウジング１５との間には弾性変位の隙間δ
₀ が、ハウジング１５とケーシング１８との間には弾性
変位の隙間δ₁ がそれぞれ形成されている。そして、ば
ね定数の低い小弾性力リング１６の弾性変位の隙間δ₀
は大弾性力リング１７の弾性変位の隙間δ₁ よりも小さ
く設定され、その値は軸受１３の取付時の偏心量とほぼ
同等の値となっている。

【００１５】また、小弾性力リング１６は大弾性力リン
グ１７よりも弾性力を小さく設定しており、この弾性力
Ｆは、リング線径をａ、ゴム硬度をＨ_S 、リング数をＮ
とすると、 Ｆ∝ａ^1.2 ・Ｈ_S ^4.5 ・Ｎ で求めることができ、本実施例ではリング線径ａを変え
ることで小弾性力リング１６と大弾性力リング１７との
弾性力を相違させている。

【００１６】而して、図２に示すように、軸受１３が取
付時に平行偏心変位たとき、その取付偏心量をδ_S をす
る。また、図３に示すように、軸受１３が取付時に角度
θ傾斜偏心変位したとき、その取付偏心量をδ_S をす
る。この場合、図４に示すように、従来の弾性力リング
のばね定数をＫとすると、軸受は高い弾性力のみによる
支持となり、取付初期よりこの軸受に高面圧が作用して
焼付の原因となってしまう。

【００１７】一方、小弾性力リング１６のばね定数をＫ
₁ 、大弾性力リング１７のばね定数をＫ₂ とすると、こ
の小弾性力リング１６によって強制変位に伴う軸受１３
の取付時及び製作時の静的偏心量δ_S が吸収され、その
後、従来の弾性力リングのばね定数Ｋと同様のばね定数
を有する大弾性力リング１７によって回転軸駆動時の軸
受１３の動的変動荷重・変位が高剛性で支持、吸収され
る。従って、軸受としての性能を失わずに偏心による軸
受１３の高面圧化を防止できる。

【００１８】なお、上述の実施例において、小弾性力リ
ング１６は大弾性力リング１７よりも弾性力が小さく設
定されており、リング線径ａを変えることで小弾性力リ
ング１６と大弾性力リング１７との弾性力を相違させて
いるが、これに限定されるものではない。即ち、図５に
示すように、小弾性力リング１６ａを２つ設けてリング
数Ｎを２とする一方、大弾性力リング１７ａを４つ設け
てリング数Ｎを４とすることで総合的な両者の弾性力を
相違させてもよい、また、図６に示すように、小弾性力
リング１６ｂの断面形状を円形とする一方、大弾性力リ
ング１７ｂの断面形状を四角形とし、この各弾性力リン
グの形状を変えることで両者の弾性力を相違させてい
る。

【００１９】図７に本考案の他の実施例に係る回転機械
用軸受の支持構造を表す断面、図８に軸受取付時の平行
偏心変位状態を表す断面、図９に弾性リングによる偏心
変位に対する軸受面圧を表すグラフを示す。なお、上述
の実施例と同様の機能を有する部材には同一の符号を付
して重複する説明は省略する。

【００２０】図７に示すように、回転軸１１のスリーブ
１２を回転自在に支持する複数の小弾性力リング２１と
複数の大弾性力リング２２が回転軸１１の軸方向に交互
に並んで位置し、この状態で筒状のハウジング２３の内
周部に装着されている。そして、小弾性力リング２１と
大弾性力リング２２とは取付内径差が設けられている。
即ち、小弾性力リング２１の内周面はリテーナ１４に接
触しているが、大弾性力リング２２の内周面とリテーナ
１４との間には弾性変位の隙間δ₃ が形成されている。

【００２１】而して、図８に示すように、軸受１３が取
付時に隙間δ₃ だけ平行偏心変位すると、図９に示すよ
うに、従来の弾性力リングのばね定数Ｋとすると、軸受
は、前述したように、高い弾性力のみによる支持とな
り、取付初期よりこの軸受に高面圧が作用して焼付の原
因となる。

【００２２】一方、小弾性力リング２１のばね定数をＫ
₁ 、大弾性力リング２２のばね定数をＫ₂ とすると、こ
の小弾性力リング２１によって強制変位に伴う軸受１３
の取付時及び製作時の静的偏心量が吸収され、大弾性力
リング２２の内周面がリテーナ１４に接触したときに、
大弾性力リング２１によって回転軸駆動時の軸受１３の
動的変動荷重・変位が高剛性で支持、吸収される。

【００２３】

【考案の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本考案の回転機械用軸受の支持構造によれば、軸受
を筒状のハウジングの内周部に装着された複数の小弾性
力リングによって支持すると共にハウジングの外周部を
複数の大弾性力リングによって支持し、軸受とハウジン
グとの間に小弾性力リングの弾性変位が軸受の取付偏心
量と同等となる隙間を設けたので、強制変位に伴う軸受
取付時及び製作時の静的偏心量を小弾性力リングによっ
て吸収し、回転軸駆動時の軸受の動的変動荷重・変位を
大弾性力リングによって吸収することができる。

【００２４】また、軸受を筒状のハウジングの内周部に
装着された複数の小弾性力リング及び小弾性力リングと
並設された複数の大弾性力リングによって支持し、小弾
性力リングを軸受側に突設させることでこの小弾性力リ
ングと大弾性力リングとに取付内径差を設けたので、前
述と同様に軸受の静的偏心量を小弾性力リングで、動的
変動荷重・変位を大弾性力リングによって吸収すること
ができる。その結果、軸受の高面圧化を防止してこの軸
受の支持の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る回転機械用軸受の支持
構造を表す断面図である。

【図２】軸受取付時の平行偏心変位状態を表す断面図で
ある。

【図３】軸受取付時の傾斜偏心変位状態を表す断面図で
ある。

【図４】弾性リングによる偏心変位に対する軸受面圧を
表す関係図である。

【図５】本考案の一実施例の変形例に係る回転機械用軸
受の支持構造を表す断面図である。

【図６】本考案の一実施例の変形例に係る回転機械用軸
受の支持構造を表す断面図である。

【図７】本考案の他の実施例に係る回転機械用軸受の支
持構造を表す断面図である。

【図８】軸受取付時の変位状態を表す断面図である。

【図９】弾性リングによる偏心変位に対する軸受面圧を
表す関係図である。

【図１０】従来の回転機械用軸受の支持構造を表す断面
図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】 １１ 回転軸 １３ 軸受 １４ リテーナ １５ ハウジング １６，２１ 小弾性力リング １７，２２ 大弾性力リング １８ ケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−75627（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−139314（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を支持する軸受の支持構造におい
   て、前記軸受の外周部を筒状のハウジングの内周部に装
   着された複数の小弾性力リングによって支持すると共に
   該ハウジングの外周部を複数の大弾性力リングによって
   支持し、前記軸受とハウジングとの間に前記小弾性力リ
   ングの弾性変位が前記軸受の取付偏心量と同等となる隙
   間を設けたことを特徴とする回転機械用軸受の支持構
   造。
2. 【請求項２】 回転軸を支持する軸受の支持構造におい
   て、前記軸受の外周部を筒状のハウジングの内周部に装
   着された複数の小弾性力リング及び該ハウジングの内周
   部に前記小弾性力リングと並設された複数の大弾性力リ
   ングによって支持し、前記小弾性力リングを前記軸受側
   に突設させることで該小弾性力リングと前記大弾性力リ
   ングとに取付内径差を設けたことを特徴とする回転機械
   用軸受の支持構造。